大理大風壩風電場無功補償裝置選型及應用

圖3 無功電壓控制原理

　　根據電壓量，將控制策略劃分為四區域，在每個區域內依據調節方式的不同，采用相應的控制策略。
　　只須設定電壓的上、中、下限，控制器就可以判斷出電容器、電抗器的投切。
　　電壓低于U下限 時，控制器自動投電容器、調節調壓器分接頭使系統電壓在U下限和U中限之間；系統電壓高于U中限時，控制器自動切除電容器；系統電壓高于U上限時，控制器自動投入電抗器，調節調壓器分接頭使系統電壓在U上限和U中限之間；低于U中限時，控制器自動切除電抗器。
　　4 大風壩風電場無功補償裝置的應用效果
　　該設備于2008 年9 月份試運行到正式投運以來，由于原來考慮到35kV 電壓波動會對風電機組運行產生影響，而采用保證35kV 電壓穩定模式進行自動調節；最后在使用中，主變有載分接開關已經完全滿足系統電壓波動而調整35kV 電壓要求后，通過更改無功補償裝置程序，按照電網考核的目標進行設置，保證功率因數在0.9 以上，運行情況良好，各項性能指標（如母線電壓合格率、功率因數等）均達到設計和現場技術要求。當無功負荷低于電容器容量時，由于通過動態跟蹤計算調節電壓調節器分頭降低補償無功功率，優化了無功分布，使電容器不需切除，可以繼續在低電壓下運行，使電容器可以在24 小時連續運行，電容器投運率達100%，而且電容器在低電壓下運行也是安全的，因不需要操作電容器開關，減少了開關機械磨損和缺陷率，提高了安全運行水平。
　　最近3 個月無功補償裝置電量統計表如表2 所示。從統計數字可以看出，無功補償裝置每月可以產生約200 萬–300萬kVar 的無功，而自身將消耗有功電量0.7 萬–1.5 萬kW·h。
 

表2 最近3個月無功補償裝置電量統計

　　大風壩風電場無功補償裝置自投運以來，該設備達到了設計的預期目的。系統電壓和母線電壓運行在國家規定的范圍內，可靠地保證了風電場設備的安全運行。設備自動化程度高，運行過程中不需要人工操作，減輕了員工的勞動強度，而且后期維護成本也大大降低，完全能夠滿足該風電場的要求。
　　整個裝置中變壓器、電容器、電抗器均為外購組合，故單體質量會影響整體質量，如何降低電容器、電抗器的成本，在裝置中配置備用設備，是今后研究的一個方向。